淺析路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

楊光泉

(中國水利水電第五工程局有限公司 四川 成都 610000)

淺析路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

楊光泉

(中國水利水電第五工程局有限公司 四川 成都 610000)

作為新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，鋼纖維混凝土在路橋工程中預(yù)應(yīng)力梁、橋面鋪裝層、路面、橋梁的維修加固中等均已得到應(yīng)用。基于鋼纖維混凝土的特性，克服了普通混凝土多項弱點，本文通過介紹鋼纖維混凝土的特性、施工工藝，和對鋼纖維混凝土在路橋施工應(yīng)用中的施工要點的介紹，對路橋施工中應(yīng)用中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

鋼纖維混凝土；特性；澆搗；施工

一、鋼纖維混凝土的特性

（一）力學(xué)強(qiáng)度

據(jù)統(tǒng)計資料顯示：鋼纖維對混凝土的抗壓強(qiáng)度作用并不明顯，僅僅提高百分之十左右。但在劈拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等方面均使得混凝土的強(qiáng)度有大幅度的提高。由于鋼纖維的加入，鋼纖維混凝土的缺點也較明顯，鋼纖維的密度較混凝土的密度大，同體積的鋼纖維混凝土的質(zhì)量更高。

（二）鋼纖維混凝土的韌性及抗裂性能

鋼纖維的彈性變形能力較強(qiáng)，鋼纖維的加入，使得混凝土的韌性得到了提高。混凝土中摻入鋼纖維后，可減少收縮和變型，當(dāng)荷載高于混凝土的承受極限后，混凝土和鋼纖維的粘結(jié)力荷載會將應(yīng)力傳遞給鋼纖維，而鋼纖維對混凝土又有著約束作用，限制了新裂縫的產(chǎn)生，推遲了裂縫的擴(kuò)展。

（三）鋼纖維混凝土的耐磨性和耐久性

鋼纖維混凝土和普通混凝土試件在國產(chǎn)耐磨機(jī)上的等條件磨損試驗表明：與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土在磨損損失、耐腐蝕性、抗凍融性等方面的表現(xiàn)更優(yōu)秀。

二、路橋施工中的鋼纖維施工工藝

（一）施工前準(zhǔn)備

對使用材料、機(jī)械設(shè)備、勞動組織進(jìn)行合理的安排，并鋪設(shè)好鋼筋，安裝好模板。在鋼筋鋪設(shè)工程中，對于連續(xù)構(gòu)造鋼筋需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行綁扎，并且定位準(zhǔn)確，綁扎牢固可靠。在保證模板高程和平面位置達(dá)到設(shè)計要求后，并確保模板的立支穩(wěn)固，接頭緊密且平順。

（二）攪拌施工

在路橋施工中通常采用機(jī)械進(jìn)行攪拌，比如最常用的是強(qiáng)制式攪拌機(jī)和反錐式攪拌機(jī)。拌和中應(yīng)按照水泥、粗集料、細(xì)集料和鋼纖維的投料順序進(jìn)行。而鋼纖維須分3次進(jìn)行投放，以此保證干拌的均勻，濕拌應(yīng)加入適量的水，拌和時間須在3分鐘之上。

（三）澆筑振搗

在混合料投放時要避免大量堆積，每次倒料時必須相壓15至20厘米，確保鋼纖維混凝土的連續(xù)性。澆筑過程應(yīng)保持連續(xù)性，避免產(chǎn)生裂縫，影響接縫隙表面排列。若公路表面存在降落的雨水應(yīng)通過兩側(cè)排走。若存在路堤較高，邊坡坡面易遭受表面沖刷的現(xiàn)象時，需設(shè)置混泥土擋水帶，通過合理排水泄水。

使用平板振搗機(jī)進(jìn)行作業(yè)，攤鋪過程應(yīng)以厚度為準(zhǔn)，當(dāng)厚度低于0.2米時，只需攤鋪一次，振搗作業(yè)在混合料不再下沉?xí)r即可停止。采用攤鋪機(jī)自動找平，滿足壓實后對于平整度的要求，上面層須采用雪橇式攤鋪厚度控制法，把攤鋪層前后的高度進(jìn)行對比；采用高程控制的方式對中下兩層進(jìn)行攤鋪控制。

（四）制作成型

基于鋼纖維混凝土的特殊性能，適宜采用真空吸水工藝，用機(jī)械進(jìn)行抹平。而在拉毛過程中，適宜采用壓紋工藝，將外露的混凝土纖維壓進(jìn)混凝土之中。

（五）接縫施工

在條件允許的情況下，封閉交通路段，采用混凝土攤鋪機(jī)，將其做成整幅式，不設(shè)縱縫。澆筑的鋼纖維達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的一半之后，進(jìn)行切鋸縮縫。使用割縫機(jī)進(jìn)行路面切縫操作，割出的槽口應(yīng)符合要求，割槽的時間應(yīng)及時。鋼纖維抹面操作后的12至48小時之間，抗壓強(qiáng)度在5至10Mpa之間為切縫的適宜時間。混凝土抹面操作結(jié)束兩小時后，用指壓后不再出現(xiàn)壓痕時，便可對鋼纖維混凝土進(jìn)行養(yǎng)生。

三、鋼纖維混凝土在路橋施工應(yīng)用中的要點

（一）鋼纖維混凝土配合比要點

基于鋼纖維混凝土混合料配合比的要求，路面厚度應(yīng)減薄，鋼纖維混凝土的和易性應(yīng)當(dāng)保證，并且鋼纖維混凝土還應(yīng)保證足夠高的抗彎強(qiáng)度。鋼纖維混凝土配合比順序：首先根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計值及施工配置強(qiáng)度提高系數(shù)，確定試配抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度。根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計算水灰比，根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度,確定鋼纖維體積率,一般澆筑成型的結(jié)構(gòu)范圍在 0.5%～2%之間；計算混合材料用量,確定試配配合比；按照試配配合比進(jìn)行拌合物性能試驗,調(diào)整單位體積用水量和砂率,確定強(qiáng)度試驗用基準(zhǔn)配合比；根據(jù)強(qiáng)度試驗結(jié)果調(diào)整水灰比和鋼纖維體積率,確定施工配合比。

抗折強(qiáng)度：每鋪筑400立方米的鋼纖維混凝土，制作兩組抗折試件（以作7d和28d齡期強(qiáng)度試驗），每增鋪1000立方米～2000立方米鋼纖維混凝土，增做1組試件，備作驗收或檢查后期強(qiáng)度時用，試件在現(xiàn)場保持與路面同條件下的濕法養(yǎng)護(hù)，施工中測定7天齡期試件強(qiáng)度，試件不宜過早不宜過晚，檢查是否達(dá)到28天齡期強(qiáng)度的 70%以上，若達(dá)不到則應(yīng)查明造成此情況的原因，并采取適當(dāng)?shù)尼槍Υ胧源_保達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的要求。

（二）鋼纖維混凝土拌和施工要點

為防止鋼纖維混凝土在攪拌時纖維結(jié)團(tuán),在施工時每拌一次為攪拌量的80%。施工中采用先干后濕的拌和工藝，以確保混凝土混合料的攪拌質(zhì)量。投料順序及攪拌時間為:粗集料→鋼纖維(干拌分鐘) →細(xì)集料→水泥(干拌1分鐘) ,其中鋼纖維在拌和時分三次加入拌合機(jī)中,邊拌和邊加入鋼纖維,再倒入黃砂、水泥,待全部料投入后重拌2分鐘～3分鐘 ,最后加足水濕拌1分鐘。總攪拌時間應(yīng)短于6分鐘，超攪拌會導(dǎo)致濕纖維結(jié)團(tuán)。按以上程序的攪拌，混合料會更加均勻。若在拌和中，先加入水泥和粗、細(xì)集料，后加鋼纖維，卻易引起結(jié)團(tuán)，外加纖維團(tuán)進(jìn)而越滾越緊，更不容易分開，纖維結(jié)團(tuán)一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)馬上剔除掉，防止其影響混凝土的質(zhì)量。

（三）鋼纖維混凝土的澆搗施工要點

澆搗的好壞決定了鋼纖維混凝土的致密性和整體性，是混凝土施工中的重要階段。與普通混凝土相比較，鋼纖維混凝土的流動性較差，在邊角處易出現(xiàn)蜂窩，由此看來，可先在邊角處用搗棒搗實。然后用插入式振動器振搗，再用夯梁板來回整平。

（四）路橋邊坡加固與隧道襯砌施工要點

對于邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育地質(zhì)類似的地質(zhì)狀況不好的地段，可采用普通商品混凝土做支護(hù)，并噴射鋼纖維商品混凝土進(jìn)行加強(qiáng)，或者全截面使用鋼纖維商品混凝土進(jìn)行噴射，實現(xiàn)其支護(hù)和加固作用。

（五）路橋結(jié)構(gòu)加固施工要點

在進(jìn)行路橋結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用中可以使用噴射機(jī)進(jìn)行噴射，噴射范圍為5厘米～20厘米之間的鋼纖維商品混凝土，從而修補(bǔ)因動載而出現(xiàn)的表面剝落、橋梁墩臺、表面損壞以及橋面板裂縫的情況，此加固方式不僅增加了路橋施工中所需要的抗震要求，又加固了路橋施工中的橋梁整體結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的路橋施工都是用剪切方式來進(jìn)行鋼纖維修整的，摻量的比例為1比100，并且如果使用硫鋁酸鹽和TS速凝劑可以提升施工前期的抗裂功能。

（六）路橋樁基礎(chǔ)加強(qiáng)施工要點

在路橋施工中，通常采用鋼纖維商品混凝土增強(qiáng)樁頂和樁尖的局部硬度，樁頂?shù)捻g性提高，同時樁頂?shù)目勾驌粜蕴嵘＿@樣可避免樁頂破裂的現(xiàn)象，并增強(qiáng)樁尖的入土能力。采用鋼纖維混凝土將打擊速度和打擊質(zhì)量顯著提升。而在路橋施工中鋼纖維混凝土的樁身還是使用傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力鋼筋商品混凝土。在施工中雖然也可以采用全斷面的整體澆筑，但財力花費較大，一般不建議使用。

結(jié)語

雖然鋼纖維混凝土施工技術(shù)已在路橋工程多方面施工中得到了應(yīng)用，但是仍然存在有許多方面問題有待解決。在今后工作中應(yīng)將降低鋼纖維混凝土使用成本，建立和完善生產(chǎn)、施工程序，構(gòu)建合理的結(jié)構(gòu)理論體系作為重點研究方向。

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TU75

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1007-6344（2016）03-0227-01

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